应用型机械类学生导师制的层级式CDIO培养模式

摘  要：为探究一种适合应用型大学机械专业类的人才培养模式，对应用型大学机械工程专业本科生培养方案和目标进行分析，提出采用“传帮带”本科生导师制的层级式CDIO培养模式，即构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）。将导师的指导和评价贯穿于各层级CDIO的四个主要环节，以研究生为辅助，构建三个层级基础专业知识层、技能与创新能力培养层和创新操作层三个层级的CDIO的“传帮带”培养模式，健全本科生的专业知识体系，提升其创新技能和独立实施项目的能力。对形成应用型大学优良的学风，提高应用型人才培养质量和水平，具有重要的作用和意义。

关键词：应用型大学；本科生导师制；CDIO；层级式；创新能力

中图分类号：C961        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）11-0161-04

Abstract： In order to explore a talents cultivation model suitable for mechanical engineering majors in application-oriented universities， this paper analyzes the cultivation scheme and objectives of undergraduates majoring in mechanical engineering for application-oriented universities， and proposes a hierarchical CDIO （coherent， design， implementation and operation） cultivation model of the tutorial system based on "helping and guiding". The tutor's guidance and evaluation are run through the four main links of CDIO at all levels. With the assistance of graduate students， the "helping and guiding" cultivation model of CDIO at three levels （basic professional knowledge level， skills and innovation ability training level and innovation operation level） is established to improve the professional knowledge system， innovation skills and ability of undergraduates to independently implement projects. This model plays an important role and significance in forming an excellent style of study in application-oriented universities and improving the quality and level of application-oriented talents cultivation.

Keywords： application-oriented university; tutorial system; CDIO; hierarchical; innovation ability

应用型大学是中国经济建设现代化和高等教育大众化推动下产生的一种新类型的教育，以培养服务国家和地方经济社会发展需要的应用型、创新型人才为主[1]。对于满足中国经济社会发展，对高层次应用型人才需要及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的促进作用。应用型大学的人才培养目标是高层次应用型人才，培养定位是具有较强应用性和职业面向性的工程设计型人才。这就要求必须在学术研究与人才培养上实现学术性与职业性的沟通、融合与交叉，将学术研究与职业性教育在应用型大学层面上有效结合，实现应用型大学的高等性。

本科生导师制是指本科生以班级或小组为单位，为班级或小组配备一名导师，从课程的书本教学、课程设计、工程实践及科研项目培训等方面对学生进行全方位的跟踪指导的培养模式，即是一种服务大学生健康成长的互动式育人模式。这种模式可较好地将因材施教和个性化教育融入到对学生的培养中，也弥补了课堂教学环节中对本科生基本能力和素质培养的局限性，同时还可以拓展课外素质教育，非常有利于提高本科生教育质量和水平[2]。应用型大学的工科专业（如机械工程专业）更注重运用本科生导师制培养学生的创新和实践能力，提高学生的应用性技能。

CDIO工程教育模式是2000年美国麻省理工学院等四所工程大学联合创立的，分别表示构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）四个英文单词的缩写。“构思”是指在明确产品的基本要求，考虑技术、制度等基础上，提出相应概念和思路；“设计”则为制定开发产品所需的各种计划等；“实施”为把设计转变为产品的过程；“运作”表示对产品的维护、优化和淘汰等[3-4]。在本科生导师制中融入CDIO的培养模式，可从构思（C）、设计（D）、实施（I）和运作（O）四个过程对学生的创新和实践能力进行全面的培养，同时在本科生的学制内顺序设置不同的培养层级，能较好激发学生主动学习的兴趣，实现对学生能力循序渐进的培养，从而有效提升培养效果，有助于本科生导师制培养模式的进一步健全和推广应用。

因此，基于应用型本科人才培养的定位和目标，为构建应用型大学机械专业本科的团队合作与师生互动的育人机制，形成与应用型大学相符的优良学风，提高应用型人才培养质量和水平，本文提出导师+研究生+本科生互动与协同的层级式CDIO培养模式。

一  本科生导师制的发展现状

本科生导师制于19世纪末20世纪初正式形成，其是英国导师制传统与美国学分制相结合的产物，被世界各国高等教育效仿和推广，在当前仍然是世界范围内最为重要的一项人才培养制度。英国牛津模式与美国哈佛模式是世界上最具影响力的两种本科生导师制模式[5-7]。

自2002年开始，我国一些知名高校如清华大学、北京大学和浙江大学等率先实行本科生导师制，之后很多好的老牌高校也开始推行本科生导师制，而且近几年一些地方性高校也陆续实施本科生导师制。很多高校分析自身的优势和特色专业，从自身的人才培养定位和目标制定了符合本校的本科生导师制，并进行实践及评价，取得了一些成果[8-11]。但分析高校本科生导师制推行效果的反馈，也发现部分高校本科生导师制产生的效果并不明显[12-13]，其原因主要可归纳为①忽视本科教育培养是一个渐进过程，学生往往难以完成导师分配的任务，挫伤导师和学生彼此的热情和动力，在培养形式上，大部分导师忽略了培养初期的本科生存在知识体系不健全，不具备独立的创新思维和技能等问题，直接按基本的研究生培养和管理模式对本科生进行培养。导致在培养过程中，学生跟不上节奏，导师指导也费力，严重影响整体的培养效果及后期的培养过程。因此，采用教、学、练的层级教育方式显得尤为重要。②导师投入精力有限，难以花过多时间点对点的过程指导。在培养过程中，由于导师时间和精力有限，难以实现对本科生培养全过程的系统化和细致的跟踪指导和监督。当本科生不够自律或缺乏主动性学习时，就难以达到培养目标。提出采用研究生为辅助的“传、帮、带”的培养模式，将过程指导的主要任务落在研究生身上，既能有效减轻导师负担，又能促进研究生与本科生彼此互助学习和相互推进，是一种“双赢”机制。因此，为充分发挥本科生导师制在本科生培养中的效果，如何改进提高应用型大学本科生适应新时代发展素质和能力要求的导师制培养模式，是目前本科生导师制亟待探讨和解决的关键问题之一。

机械工程专业是培养具备机械设计及制造技术、电子技术和计算机应用技术相结合，从事机械装备运行管理，机电产品的设计、开发、制造及机电产品计算机辅助设计、信息处理等方面工作的复合型高素质的工程技术人才。而应用型本科高校的机械工程专业人才的培养更加面向工程性和应用性，对实践和创新能力的培养尤为重要[14]。因此，分析应用型大学人才培养的定位和目标，并针对当前本科生导师制存在的培养模式不健全所造成的导师对本科生创新能力提升不明显的问题，基于硕士生导师具有明确的研究方向和研究项目需要借助于研究生和本科生的力量来完成项目的特点，本文提出一种应用型大学机械工程专业“传帮带”本科生导师制的层级式CDIO培养模式。该模式以本科生为中心，以具体科研项目或应用需求项目为驱动，以研究生为辅助，突出“传、帮、带”融合层级式CDIO的培养形式。导师主要起引导和评价的作用，本科生负责后期具体实践项目的构思、设计和执行，研究生为连接导师和本科生的桥梁，对本科生起重要的协助作用。

二  本科生导师制的层级式CDIO培养模式模型

针对应用型人才创新技能的培养，提出3个层级CDIO的培养模式构建应用型人才培养方案，将导师的指导和评价贯穿于各层级CDIO的四个主要环节，借助研究生在各层级CDIO的“传帮带”，健全本科生的专业知识体系，提升其创新技能和独立实施项目的能力，最后通过创新级CDIO进一步评价和验证本科生的创新能力。该培养模型改革的核心优势在于：①以实际需求为牵引，设置不同层级CDIO的培养方案，让本科生结合课程知识点领悟导师的研究课题，跟随层级式CDIO 体系在实践中理解创新、尝试创新和验证创新；②将导师所带的硕士和博士研究生作为导师和本科生的桥梁，起到“传、帮、带”的作用， 有效协助本科生科学设计和构思项目方案，解决本科生因知识体系尚未健全而无法相对独立开展科研的问题，并实现“导师-研究生-本科生”有机融合的创新培养模式；③导师和本科生全程参与各层级CDIO的构思（C）、设计（D）、实现（I）和运作（O）四个环节，在不同层级导师和本科生的任务不尽相同。

（一）  基础专业知识层（初级CDIO）模型

基础专业知识层（初级CDIO）的框架图如图1所示，包括：①导师确定实施项目应具备的技术能力；②导师确定与技能对应的关联课程和知识点网络；③本科生进行课程学习及研讨；④本科生完成学习总结报告；⑤评价。在初级CDIO中，过程C和D以导师为主，过程I和O以本科生为主。在这个过程中研究生辅助导师确定技能及关联课程与知识点，并为本科生的学习过程解惑，最后通过对一些课程知识点和实验技能的考评对学生的掌握情况进行评价。通过初级CDIO模式，可解决学生对课程学习、实验等在构建掌握机械工程专业的各项技能所应具备的知识有一个清晰的脉络，引导学生主动学习和主动阅读课程以外的读物，培养学生系统性的知识构架和所需要的基本技能。

（二）  技能与创新能力培养层（中级CDIO）模型

技能与创新能力培养层（中级CDIO）模式框架图展示在图2中，包括：①选定研究课题；②提出设计思路；③课题方案实施；④实施运行过程；⑤评价。在中级CDIO中，过程C和D以研究生为主，基于导师的引导，研究生选定相应的研究课题，并提出对应的设计思路，本科生观摩并参与这两个过程的学习。过程I和O以本科生为主，在研究生的帮带下，本科生全程跟踪学习方案的实施和运行过程。最后，通过基于本科生的跟踪学习和模仿情况对他们的中级学习阶段进行评价。通过中级CDIO模式，可以让学生了解课题研究的基本过程，并对课题研究中涉及的知识点及实验操作进一步巩固，同时基于跟踪学习和模仿启发本科生的创新思维及拓展眼界。